Биоэнергетика: открытый доступ

Абстрактный

Протонно-электростатическая локализация: объяснение биоэнергетической головоломки в алкалофильных бактериях

Джеймс Вейфу Ли

Многолетняя энергетическая загадка алкалофильных бактерий относительно того, как они способны синтезировать АТФ, теперь впервые была четко решена с использованием гипотезы локализации протон-электростатики. Это крупный прорыв в понимании биоэнергетики сопряжения протонов по сравнению с работой Питера Митчелла по хемиосмотической теории, удостоенной Нобелевской премии. Широко распространенное учебниковое уравнение протонной движущей силы (PMF) Митчелла теперь значительно пересмотрено. Использование нового выведенного уравнения приводит к общему значению PMF (215~233 мВ), которое более чем в 4 раза больше, чем значение (44,3 мВ), рассчитанное по уравнению Митчелла для алкалофильных бактерий, растущих при pH 10,5. Этого нового рассчитанного значения достаточно для преодоления наблюдаемого потенциала фосфорилирования ΔGp в −478 мВ для синтеза АТФ в бактериях, что теперь может объяснить 30-летнюю биоэнергетическую загадку. Это открытие может иметь фундаментальные последствия не только для науки биоэнергетики, но и для понимания важности воды для жизни не только как растворителя и субстрата, но и как проводника протонов для передачи энергии посредством протонного сопряжения.